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什么是正确的碳中和?如何实现减排?

  被柔情宠溺        2021-08-20 17:15:13

对于目前大多数国家有关碳中和的公共辩论,笔者有一个最大的印象——所有的讨论都是充满非社会环境下减排的技术性讨论。


技术上如何实现的措施,对应着一个个目标。当一个短期目标没有完成的时候(类似德国2020年减排40%的目标),提出一个更加激进的长期目标,无疑在政治上具有吸引力。


什么样的目标与如何实现目标,前者更多是必要性问题,而后者则是可行性与方式问题。如果把二者掺合在一起,最终的结果很可能是什么都谈不拢。这似乎有合理的政治逻辑——一步一步的建立共识。


技术性讨论对于“如何实现减排”是必要的。那么,它是不是意味着着实现碳中和的“技术”还处于一个大家并不理解的阶段?或者说它是一种专门的知识?还是存在我们现在没有概念的“黑科技”?可能是,也可能不是。


美国气候特使JohnKerry在2021年表示:50%的减排仍旧依赖于现在还不存在的技术。事实上,早在2004年,普林斯顿大学的Pacala等人就发文:依赖目前可得(实验室/处于示范阶段)的多种技术组合,就可以实现50年内的深度减排。


但是,这些技术性讨论未涉及不同主体如何实现合作的讨论。这些讨论,都没有脱离一个数学等式的范畴——Kaya等式。


什么是正确的碳中和?如何实现减排?


每一个论断(claim)以及主张(argument),都构成了一个社会集体性的目标。但对于如何实现这些集体目标的工具却往往语焉不详。对于“碳中和”这样一个综合性系统工程来说,是远远不够的。


当下技术讨论的框架


Kaya等式表现了碳排放变化(增长)的四大驱动因素:人口,人均收入(GDP),GDP能源强度,以及能源碳强度。


从名字可以看出它首先来自于一个日本人,叫做Yoichi Kaya。尽管它仅仅是核算目的(所谓“恒等”),无法从因果上做严格解读(比如这些因子之间往往并不独立),但是无疑在政策届得到了广泛的采用,比如IPCC排放情景分析。这些情景或者为这些因素的未来发展设定了一系列的初始条件,或者内生模拟其可能变化,最终得出未来的可能排放轨迹。


从数学上,这四个因子的乘积等于碳排放,等价于碳排放的年度变化率(%)等于各因素变化率的“和”(sum)。这为分析未来碳排放是否增加,增加程度多大提供了一个简明的框架。目前大部分的关于如何减排的技术性讨论没有超过这一框架的范畴。


人口增速下降可以有效地减少排放,尽管人口变化趋势很难通过外部力量控制,除了我国的计划生育以及放松计划生育。事实上,在很多年前,我国曾经有人做过测算,以假想的“不进行计划生育”为反事实(er-factual)基准线,少生了多少人口,意味着多大的减排。这些研究是争议巨大的,因为这种基准线永远是无法观测的,从而不具有足够的可信性。


GDP的下降当然意味着排放的下降,如同前苏联国家“休克”疗法后展现的情况。但是,这种经济减速(de-growth)在大部分国家是不受欢迎的,也从来没有进入我国讨论的视野。不过国际上,讨论通过降低经济增速来实现环境目标的声音一直存在,并且有一大批环境生态学的拥趸。其主张一方面是立于环境资源的内在价值,一方面是GDP追求跟真正的人的福利与幸福感并无密切关系。比如,世界的最大富国——美国,尽管其人均GDP一直在增长,其个人幸福感却在上世纪70年代以后就没有明显提升了。幸福感与人均GDP脱钩了。在这个问题上,持不同观点的双方注定无法靠近。


GDP能源强度的下降是技术性讨论重点关注的因素。从解析视角,降低GDP能源强度,可以通过结构与效率变量。前者比如产业结构,GDP如果更多的体现在服务业与低能源富集的产业增长,那么自然能源强度就下降了。后者比如节能,如果同样的GDP使用了更少的能源,那么能源强度也会下降。


能源碳强度同前者类似,系于能源结构性因素。碳强度是能源结构变化的结果。我国2020年12月更新的巴黎协定气候自主贡献目标中,到2030年非化石能源占一次能源消费比重(25%左右)、风电、太阳能发电总装机容量(12亿千瓦以上)等。2021年3月5日,国务院总 理李 克强在做政府工作报告时提及,2025年单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放强度分别比2020年降低13.5%与18%。按照普遍预期的非化石能比例从目前的16%左右上升到5年后的20%,就能单独贡献整体能源的碳强度下降4%。年均下降1%,从而实现大部分13.5%能源强度与18%碳强度之间的比例差别。当然,如果能够有效的实现碳的回收,无论是森林方式还是地球工程方式,也可以降低碳排放。


国家发改委对碳达峰碳中和工作的解读,也遵从这个框架。我们可以将国家发改委提到了各项举措与Kaya的框架一一对应。


一是推动产业结构优化升级,不断提高产业绿色低碳发展水平。——GDP能源强度


二是大力调整能源结构,实施可再生能源替代行动。——能源碳强度


三是坚持和完善能耗双控制度,狠抓重点领域节能。——产业GDP能源强度


四是加大科技攻关力度,推动绿色低碳技术实现重大突破。——间接贡献能源碳强度


五是坚持政府和市场两手发力,完善绿色低碳政策体系和市场化机制。——机制保障


六是加强生态保护修复,提升生态系统碳汇能力。——碳汇吸收


七是推动全民节约,营造绿色低碳生活新风尚。——社会规范助力能耗下降


八是加强国际交流合作,推进绿色丝绸之路建设,参与和引领全球气候和环境治理。——体制机制保障


什么是正确的碳中和?如何实现减排?


警惕化石能源反弹


让我们从未来为起点,进行历史回顾。我的问题是:假如某年实现了碳中和,你如何防止化石能源消费反弹,比如避免人们再一次挖出煤炭取暖用?请花一点时间思考这个问题,因为它并没有想象中的那么显然。


这不是个不存在的问题。大气资源比富集在地壳中的矿产资源要稀缺的多。本世界中叶如果所有国家都实现了碳中和(这是气候安全目标需要的),大部分的煤炭(超过70%存量)以及相当部分的石油、天然气都需要永久的保存在地壳中。


这也并不是个琐碎的问题。煤炭“恶劣”的地方只是排放强度大,但是它的热量与能量密度无疑是令人赞叹的。它是可以拿来取暖的,并且能源质量不错。在笔者的老家环北京贫困带的农村地区,上世纪80年代,一家人只需要一板车煤炭就能满足冬天3-4个月的需求,还不贵。这也是上世纪80-90年代我国农村生物质快速退出的部分原因。


这不仅仅是碳中和完成之后的问题,事实上,它贯穿整个减排进程。给定其他因素不变,减排的过程就是化石能源变得不再稀缺,而是越来越过剩的过程;从而意味着给定其他条件不变,其相对价格会越来越低。如果价格充分反映人们偏好的话,那么用煤来取暖的经济激励是越来越大的。所以,随着减排进程的推进,人们的偏好在分化,朝向同一个目标的取向会愈加困难。


读者可能会评价:这是太狭窄(narrow)的视角了。的确是这样——这是局部经济视角,所谓的碳泄漏问题(carbon leakage)。比如江苏、上海通过额外努力(相比某个参照基准线)实现碳中和了,浙江无疑面临着一个更加宽松的能源市场环境。那么,浙江多用能源将是经济上更加理性的选择,甚至可能会因此欲罢不能。与此同时,浙江的消费者会有从众心理,所谓遵循社会规范(social norm),而决策者无疑还会有政治动机。他们都有动力,发出某种行动信号,以显示自己属于某个群体,具有群体的归属感。最终结果如何,政治逻辑主导经济逻辑还是反过来,我们只能等等看看。


这个问题也涉及到我们如何理解人类发展的进程。亚里士多德等古希腊哲学家往往认为:历史是循环的。马克思学说表示:历史是螺旋式上升的。我国的“碳达峰”讨论中,已经出现了对这些伟大思想者的背叛。


2030年前碳达峰的语义学精确含义是:目标年份之后的排放水平要不高于之前。也就是说,它不仅关系到目标年之前的能源系统的动态,还关系到之后;现实发展显然不是连续与直线式的。这种目标是否实现,只有在目标年后很多年才能100%确认。2030年比之前年份低了,不代表其之后就不会再涨上去。


因此,2030年前的任何行动,往往都只是必要条件,而不是充分条件。所以,诸多“确保2030年前实现碳达峰”的说法为何如此笃定?达峰目标属于非常规目标,很难讲其程度是松还是紧。国家发改委能源研究所所长王仲颖强调:实现碳达峰之后还有碳中和目标,峰值太高后续的压力会更大。这一点必须正视,目标的实现是一个过程的两个阶段。但是也必须意识到:目前的达峰目标并不提供“绝对性”明确的约束。


什么是正确的碳中和?如何实现减排?


正确理解模型的作用


小世界的模型对于实现碳中和是重要的,但是不能“宗教式”的理解未来。情景(Scenario)是理解未来可能性用的一种“假设——结果”的方法。它的意义往往在于评估技术与政策的结果,特别是长期目标的短期含义,以及短期行动的长期影响,而不是预测未来。


国际能源署2017年在其旗舰出版物《世界能源展望WEO》第二章专门用了一个章节说明自己的三种情景为何不是预测练习。它解读自己的结果,通常开头就是“正如我们总是指出的,我们的结果不是预测”。情景要有用,必须揭示短期、能动性的额外政策作为建议。


但在我国,很多情景很多时候成为了“宗教式”的理解:2050年什么样?我们不知道啊,但是它已经在那里了,需要先知或者权威揭开盖子,消除神秘感。所以有诸如“经过复杂的研究抑或多模型比较,2050年零碳证明是可行的!”一说。


这种对仍处于随机状态未来的简单论断,对于我们讨论如何实现一个期望中的未来是没有帮助的。它混淆了小世界模型的功能与复杂大世界的现实。模型的功能应该是提供洞见,而不是现实中的结论。


第十三届全国人大常委会委员、中国科学院科技战略咨询研究院副院长王毅特别强调:碳中和路径不是模型曲线,而是一系列目标、政策、行动的组合,是理论与实践互动的结果,也是一个渐进调整和不断创新的过程。


我们应该诉诸什么?


回到前面的问题:如果要抑制化石能源需求在碳中和之后再次反弹的动力,我们可以诉诸什么呢?


诉诸技术进步或者企业家创新,消灭人们的“作案”动机或者工具。比如技术进步使得人们的用能变得极其便宜易得,使得煤炭采暖变得不再具有吸引力——又贵又脏。或者企业家创新了新的商业模式与产业链条,而煤炭在这种体系中被排除了出去。尽管煤炭本身成本可能还是低的,但是它的物流体系变得极其昂贵或者缺乏,使得人们的“作案”工具不再可得。


诉诸经济成本,让它保持比既有的取暖用能范式更贵。这恰恰是碳动态定价的逻辑——随着时间推移,要持续的实现减排,必须对应于边际减排成本的提升,不断的提高碳价格水平。有学者2021年表示:关于碳交易市场,由于交易成本过高、企业数量较少、易形成寡头,碳排放长期趋于归零,碳交易市场不可能做大做强。从碳排放数量而言,这可能是对的——整个排放基数在缩小,但是从整个市场的“市值”,由于需要越来越高的碳价格,这并不一定是这样的。即使排放为零了,一个较高的碳价仍旧需要保持在哪里,为地下的化石能源设定了一个高价格,防止需求的再次反弹。正如美国环保协会张建宇强调的:(要)在全社会范围内形成碳价信号。清华大学张希良教授特别强调:应该让排放权交易体系的价格信号作为主要的激励来驱动二氧化碳减排。


诉诸严格禁止政策,比如杜绝(ban)煤炭的再次使用,在某个时点之后。这方面的争议是巨大的。传统上,人们认为“彻底禁止”政策是笨拙的。它的实施执行(enforcement)昂贵,需要投入巨大的行政与管制资源,还容易造成“黑 市”。但是,就减少化石能源消费的政策而言,需求侧的政策在过去往往是不足够甚至是不奏效的,这使得人们开始关注这些笨拙粗暴政策的优越性。斯坦福教授Laurence Goulder在2019年的发言中表示,理论的最优政策——足够碳税,如果乘以现实中的可以实施的概率(政治上非常低),那么是否还是最优就要打问号了。相比之下,供给侧的直接限制“命令—控制”政策有着直接、简单和效力突出的特点。它无需过于复杂的设计,也减少了负担沉重的监管与行政程序。我们可以将煤炭供给侧直接限制政策与常规政策需要的MRV原则做个比较。MRV(Measurement,Reporting and Verification),也就是可监测、可报告、可核查。这是温室气体治理体系中经常提及的一个词。要确定减排指标,必须利用MRV以保证减排的真实性与足够。即使现在气候体系完全是一套自愿报告体系,读者也可以想象,这意味着多大的工作量。但直接限制煤炭完全不需要MRV。关了就是关了,不开了就是不开了。2030年淘汰了就是零。一切都这么简单。此外,供给侧的这种限制,的确有一种“世界公民”的示范效应。如果它切实可行的话,也会给更多的国家跟进提供可行方案提示,具有榜样的力量。


诉诸社会规范:比如社会文化的变革,用煤变成了一种“不酷(cool)”、甚至不体面的事情。这里有个可以类比的例子。在依靠“口碑”、面子文化生存的我国农村地区,社会规范的约束力强于价格信号或者法律规定。比如为了抑制高昂彩礼与婚丧嫁娶的支出,收一个“奢侈税”。它最大的作用往往并不会抑制这种消费,而是只是单纯增加这些事情的支出成本。因为价格并不反映人们的偏好与决策原则,“合群”才反映。清华大学气候变化与可持续发展研究院常务副院长李政认为,经济发展要走低碳、绿色、可持续的道路,这不光是一个经济成本问题,还是一个价值导向问题。如果用煤成为社会规范意义上“负面”乃至可耻的事情,那么这个问题也就解决了。


诉诸国际赎买或者制裁。比如欧盟把中国的煤矿都买了,用来建煤炭博物馆供人参观用的,不是用来取暖的。它产权上是有主的,并且并不出售也不经营。或者,排放CO2变成了一种国际法不容忍的行为。目前正在热议的“碳边境调节税”就是这样一种将贸易政策与气候政策挂钩的机制。正如笔者在2020年7月27日的《科技日报》提及的:当前,经济层面的全球化遇到前所未有的困难,WTO国际贸易机制受到冲击;基于规则的国际秩序出现退化,各国本地化生产需求进一步强化;通讯、电池、人工智能等关键技术和领域的竞争而不是合作的状态进一步加剧。这种情况下,发达国家推出碳关税政策措施,其面临的政治约束与考量与几年前有很大的不同。


聚焦集体行动的逻辑


人们要在碳中和事业上合作,意愿、能力与合作程度的解决缺一不可。如何激励合作?如何惩罚不合作?如何让人知道“如何合作”,合作到何种程度?


这好比足球这一集体运动。取胜的高额薪金解决意愿问题;长期的训练配合磨合解决能力问题;场上的丰富经验与良好的分工解决合作程度问题——什么时候守门员也得上去当前锋(比如最后1分钟还落后一个球),什么时候必须坚守门前位置。这些,都超越碳中和的单纯技术性与设定目标的讨论。


这些视角代表的政策选择之间是互相加强、互相削弱,还是完全抵消,是一个需要额外讨论的话题。这些视角都涉及技术、市场与治理问题。尽管可能并不完全互斥,但是一个的存在也有可能消减另外一个的效力或者生存土壤。比如,目前大热的数字化,是否会实现对能源行业摧枯拉朽式的改造?这种技术进步可能极大的提高能源效率,使得保持能源的高价格成为一个更加必要还是完全无关紧要的事情?这并不确定。一方面,能源价格的下降与更加便利化使得人们的用能需求可能大幅度增加;另一方面,技术的进步使得人们之间的互相比较,从而形成集体共识更加方便可能。各种因素的互动,需要进一步探讨。


来源:能源杂志

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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